Lasermikroschweißen

Von Metallen und Kunststoffen in Hightech-Anwendungen

Prozessentwicklung für das Verschweißen von Metallen oder Kunststoffen

Verschweißen der Bauteilkomponenten unter
Schutzgasatmosphäre & elektrochemischer Reinigung

Entwicklung & Konstruktion von Werkzeugen zur Positionierung für komplexe Schweißungen

Herkömmlich bearbeitete und Lasergeschweißte Mikrobauteile im Vergleich

Konventionelle Verfahren zur Verbindung mikrotechnischer Bauteile, wie Widerstands-, Ultraschall- oder Klebeschweißen, stoßen insbesondere bei Miniaturstrukturen und temperaturempfindlichen Materialien an ihre Grenzen. Während konventionelle Schweißverfahren durch Wärmeleitung großflächige Wärmeeinflusszonen erzeugen, führt dies bei filigranen Bauteilen häufig zu Verzug, ungleichmäßigen Nahtausbildungen oder zur Schädigung angrenzender Funktionsschichten. Ebenso ist die Materialkombination stark eingeschränkt – viele Verfahren eignen sich ausschließlich für metallische Partner mit ähnlicher Schmelztemperatur oder Wärmeleitfähigkeit. Für Anwendungen in der Medizintechnik oder Mikroelektronik limitiert dies die Integrationsmöglichkeiten der Technologien erheblich.

Das Laser-Mikroschweißen bietet hier eine leistungsfähige Alternative zu klassischen Fügeverfahren. Durch den Einsatz gepulster oder kontinuierlicher Laserquellen lassen sich hochpräzise, lokal begrenzte Energieeinträge realisieren. Besonders Kurzgepulste Faserlaser ermöglichen das stoffschlüssige Fügen dünnwandiger oder komplex geformter Mikrobauteile mit minimalem thermischem Einfluss. So können beispielsweise Folien und Drähte aus Edelstahl, Titan oder PEEK in Dicken unter 100 µm prozesssicher miteinander verschweißt werden. Die hohe Ortsauflösung des Lasers erlaubt dabei materialspezifisch sehr kleine Nahtbreiten und reproduzierbare Schweißnähte mit hervorragender mechanischer Stabilität.

lasermikroschweißen
Laser-Mikroschweißen verbindet metallische und nichtmetallische Werkstoffe präzise und materialschonend – ganz ohne zusätzliche Fügehilfsmittel. Hier: Kupfer-Kupfer-Schweißverbindung. © Pulsar Photonics GmbH.

Unsere Leistungen im Bereich Lasermikroschweißen

Das Laser-Mikroschweißen ist ein berührungsloses, hochpräzises Fügeverfahren zur Realisierung stoffschlüssiger Verbindungen mit minimalem Wärmeeintrag. Es ermöglicht sowohl feinste Punktverbindungen im Mikrometerbereich als auch durchgehende, präzise Schweißnähte über mehrere Millimeter. Durch den lokal begrenzten Energieeintrag werden eine sehr kleine Wärmeeinflusszone, hohe Maßhaltigkeit und eine geringe Bauteilbeanspruchung erzielt.

Das Verfahren wird gleichermaßen für das Schweißen dünnwandiger Gehäuse und Rohrstrukturen, für das Kunststoffschweißen sowie für Kunststoff-Metall-Verbindungen eingesetzt. Insbesondere bei Hybridverbindungen wird ein vorgelagerter Laserstrukturierungsprozess genutzt, um die Fügeflächen gezielt zu konditionieren und reproduzierbare, prozesssichere Verbindungen mit hoher Festigkeit und Dichtheit zu erzeugen. Der Einsatz kurz gepulster oder kontinuierlicher Laserstrahlung gewährleistet dabei stabile und wiederholgenaue Prozesse ohne signifikante Verformung oder Schädigung angrenzender Strukturen.

Das Laser-Mikroschweißen eignet sich damit für anspruchsvolle Anwendungen mit hohen Anforderungen an Präzision, Dichtheit und Prozessstabilität, insbesondere bei empfindlichen, miniaturisierten oder geometrisch komplexen Bauteilen wie in der Medizintechnik, Elektronik, Sensorik, Lebensmittelindustrie oder Mikrosystemtechnik.

Erzielbare Qualitäten und Anwendungsrahmen
  • Bauteile: Dünnwandige Gehäuse, Rohre, Kunststoff- und Hybridbauteile
  • Materialien: Edelstähle, Titan, Aluminium, Kupfer, Kunststoffe
  • Materialstärken: ca. 50–2000 µm
  • Nahtgeometrien: Punkt-, Linien- und umlaufende Schweißnähte
  • Nahtbreiten: < 50 µm bis ca. 1000 µm
  • Stoßarten: Alle gängigen Stoßarten sowie rotatorische Anordnungen
Lasermikroschweißen
Umlaufende, dichte Laserschweißnaht an einem dünnwandigen Edelstahlgehäuse.
© Pulsar Photonics GmbH.

Anwendungsbeispiele

Die Passende Maschinenlösung: RDX2Fiber

Unsere RDX2Fiber ist eine vielseitige Laseranlage für die Werkstatt- und Baugruppenfertigung, mit besonderem Schwerpunkt auf dem Schweißen im kW-Leistungsbereich. Durch den Einsatz leistungsstarker Faserlaser und optionaler Zusatzstrahlquellen ermöglicht sie präzise und flexible Schweißprozesse. Ein großer Arbeitsraum, kompakte Bauweise sowie sensorunterstützte Strahlumschaltung und Messtechnik sorgen für hohe Prozesssicherheit und gute Zugänglichkeit.

RDX2fiber

Ihr persönlicher ansprechpartner

Dennis Pechner
Technischer Vertrieb Laseranwendungszentrum

+49 (0) 2405 / 49504 – 74
applications@pulsar-photonics.de

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